逆变器试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及对逆变器进行试验的逆变器试验装置。
【背景技术】
[0002]—般而言，已知各种对逆变器进行试验的方法。
[0003]例如，具有在试验对象的逆变器的交流侧连接交流电源来进行试验的方法。此外，公开了如下内容:即、在单相逆变器的负载侧连接有电抗器的自励式转换器的试验方法中，将单相逆变器的任意I相设定为规定运转状态下的开关状态，调整剩余的I相的相位及振幅，使得该相电流的相位相对于所述I相的电压成为-180°?180° (参照专利文献I)。
[0004]然而，若在逆变器的交流侧连接交流电源，则耗费在试验装置上的成本有所增加。在逆变器的交流侧未连接有交流电源的情况下，难以在原来的通电条件下对逆变器进行试验。例如，上述试验方法中，成为构成功率转换电路的两个腿中的一个成为动力运行(powerrunning)，另一个成为再生(regenerat1n)的特殊通电条件下的试验。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特开平11-285265号公报
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种能在接近现实的通电条件下对逆变器进行试验的逆变器试验装置。
[0007]基于本发明的观点的逆变器试验装置是进行第I单相逆变器的试验的逆变器试验装置，包括:向所述第I单相逆变器提供直流电的直流电源;与所述第I单相逆变器的直流侧相连接的第2单相逆变器;连接在所述第I单相逆变器的交流侧和所述第2单相逆变器的交流侧之间的电感器;将所述第I单相逆变器的交流电压控制为固定振幅、固定频率的第I控制单元;检测出流过所述电感器的电流的电流检测单元;相位指令值计算单元，该相位指令值计算单元计算所述第2单相逆变器的相位指令值，以对由所述电流检测单元检测出的电流进行控制；以及基于由所述相位指令值计算单元计算得到的所述相位指令值控制所述第2单相逆变器的相位的第2控制单元。
【附图说明】
[0008]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的逆变器试验装置的结构的结构图。
图2是表示实施方式I所涉及的逆变器的试验电路的等效电路的电路图。
图3是表示实施方式I所涉及的控制装置的控制部的结构的结构图。
图4是实施方式I所涉及的逆变器的试验电路中以Vlr = V2r进行动力运行时的相量图。 图5是实施方式I所涉及的逆变器的试验电路中以Vlr = V2r进行再生时的相量图。
图6是实施方式I所涉及的逆变器的试验电路中以Vlr >V2r进行动力运行时的相量图。 图7是实施方式I所涉及的逆变器的试验电路中以Vlr >V2r进行再生时的相量图。
图8是表示本发明的实施方式2所涉及的控制部的结构的结构图。
【具体实施方式】
[0009](实施方式I)
图1是表示本发明的实施方式I所涉及的逆变器试验装置10的结构的结构图。另外，对图中的相同部分标注相同标号并适当省略其重复的说明，主要针对不同部分进行阐述。
[0010]逆变器试验装置10是用于对逆变器I进行试验的装置。逆变器试验装置10包括:试验设备逆变器2、控制装置3、2个电感器4a、4b、二极管整流器5、交流电源6、及电流检测器7。
[0011]逆变器I是单相逆变器，是中性点钳位型三电平逆变器。通过对逆变器I进行PWM(pulse width modulat1n:脉宽调制)控制来进行功率转换动作。
[0012]逆变器I包括8个开关元件11a、11b、11c、I ld、12a、12b、12c、12d、4个中性点钳位二极管13a、13b、13c、13d及2个电容器14a、1仙。8个开关元件Ila?I ld、12a?12d分别与回流二极管相连接。
[0013]8个开关元件Ila?lld、12a?12d构成两个腿(leg)。第I腿通过串联连接4个开关元件Ila?Ild而构成。按开关元件lla、llb、llc、lld的顺序位于正极侧。第2腿通过串联连接4个开关元件12a?12d而构成。按开关元件12a、12b、12c、12d的顺序位于正极侧。第I腿和第2腿并联连接。串联连接的两个电容器14a、14b与两个腿并联连接。位于第I腿的中央的两个开关元件llb、llc的连接点和位于第2腿的中央的两个开关元件12b、12c的连接点成为逆变器I的单相交流侧端子。
[0014]以连接位于第I腿的正极侧的两个开关元件lla、llb的连接点和位于第I腿的负极侧的两个开关元件11C、11 d的连接点的方式连接有串联连接的两个中性点钳位二极管13a、13b。中性点钳位二极管13a、13b的阴极侧与正极侧相连接，阳极侧与负极侧相连接。
[0015]以将位于第2腿的正极侧的两个开关元件12a、12b的连接点和位于第2腿的负极侧的两个开关元件12c、12d的连接点相连接的方式连接有串联连接的两个中性点钳位二极管13c、13d。中性点钳位二极管13c、13d的阴极侧与正极侧相连接，阳极侧与负极侧相连接。
[0016]位于第2腿的中央的两个开关元件12b、12c的连接点、设置于第I腿的两个中性点钳位二极管13a、13b的连接点、及两个电容器14a、14b的连接点作为电压的中性点而短路。两个腿的正极侧成为正极端子，两个腿的负极侧成为负极端子。
[0017]二极管整流器5在逆变器I的直流侧，以正极端子、中性点端子及负极端子这三个点进行连接。二极管整流器5是向逆变器I提供直流电的直流电源。二极管整流器5将由交流电源6提供的三相交流电转换成直流电，并输出至逆变器I。交流电源5是商用电源等。另外，若用于输出直流电，则可以设置发电机、电池、或功率转换装置等来取代二极管整流器5及交流电源6。
[0018]试验设备逆变器2是单相逆变器，是中性点钳位型三电平逆变器。通过对试验设备逆变器2进行PffM控制来进行功率转换动作。逆变器I与逆变器试验装置10相连接，从而试验设备逆变器2的直流侧与逆变器I的直流侧相连接。另外，试验设备逆变器2与试验对象的逆变器I为相同的结构，因此省略详细说明。
[0019]试验设备逆变器2包括8个开关元件21a、21b、21c、21d、22a、22b、22c、22d、4个中性点钳位二极管23a、23b、23c、23d及2个电容器24α、24Κ8个开关元件21a?21d、22a?22d分别与回流二极管相连接。
[0020]第3腿由4个开关元件21a?21d构成。第4腿由4个开关元件22a?22d构成。第3腿、第4腿、及串联连接的两个电容器24a、24b并联连接。位于第3腿的中央的两个开关元件21b、21c的连接点和位于第4腿的中央的两个开关元件22b、22c的连接点成为逆变器2的单相交流侧端子。设置于第3腿的两个中性点钳位二极管23a、23b的连接点、设置于第4腿的两个中性点钳位二极管23c、23d的连接点、两个电容器24a、24b的连接点作为电压的中性点短路。两个腿的正极侧成为正极端子，两个腿的负极侧成为负极端子。
[0021]位于逆变器I的第I腿的中央的两个开关元件llb、llc的连接点和位于试验设备逆变器2的第3腿的中央的两个开关元件21b、21c的连接点经由电感器4a相连接。位于逆变器I的第2腿的中央的两个开关元件12b、12c的连接点和位于试验设备逆变器2的第4腿的中央的两个开关元件22b、22c的连接点经由电感器4b相连接。逆变器I和试验设备逆变器2的直流侧之间分别在正极、中性点及负极相连接。
[0022]电流检测器7设置于设有电感器4a的电线上，比电感器4a更靠近逆变器I一侧。电流检测器7检测出流过电感器4a的通电电流i，并输出至控制装置3。
[0023]控制装置3是控制逆变器I及试验设备逆变器2的装置。控制装置3包括控制部31、PffM控制部32、PWM控制部33。控制部31基于由电流检测器7检测出的通电电流i进行控制。控制部31计算针对逆变器I的电压指令值vlr及针对试验设备逆变器2的电压指令值v2r IWM控制部32根据由控制部31计算得到的针对逆变器I的电压指令值vlr对逆变器I进行PWM控制。PWM控制部33根据由控制部31计算得到的针对试验设备逆变器2的电压指令值v2r对试验设备逆变器2进行PffM控制。由此，进行逆变器I的通电试验。
[0024]接着，说明控制装置3所进行的控制。
[0025]图2是表示逆变器I的试验电路的等效电路的电路图。L表示电感器4a、4b的电感。
[0026]控制装置3对逆变器I的单相交流电压Vl及试验设备逆变器2的单相交流电压v2进行控制。如下式那样来提供针对逆变器I的电压指令值vlr及针对试验设备逆变器2的电压指令值v2r。
[0027]vlr = VlrXcos( ωτ.t)......式(I)
v2r = V2r Xcos( ωr.t+02r)......式(2)
此处，Vlr、V2r是电压振幅指令值，ωι.是角速度指令值，02r是相位指令值。
[0028]控制装置3将逆变器I的交流电压控制为固定振幅、固定频率，而不依赖于通电电流i。控制装置3将试验设备逆变器2的交流电压的振幅控制为基本固定，通过使相位指令值θ 2r根据通电电流i而变化来进行电流控制。
[0029]图3是表示控制装置3的控制部31的结构的结构图。
[0030]控制部31包括有效值计算部311、减法器 312、PI (proport1nal-plus-1ntegralcontrol)控制(比例积分控制)部313、极性决定部314、及电压指令值计算部315。
[0031]有效值计算部311根据由电流检测器7检测出的通电电流i(瞬时值)来计算有效值。有效值计算部311将从有效值求得的通电电流振幅I输出至减法器312。
[0032]减法器312从预先设定的电流振幅指令值Ir减去由有效值计算部311计算得到的通电电流振幅I。减法器312将计算结果输出至PI控制部313 Al控制部313进行比例积分控制，使得减法器312的计算结果成为零。即，PI控制部313进行控制，使得